Фізика

Вчені зазирнули всередину крижаних гігантів

Комп’ютерна симуляція теплової та електричної провідності води в екстремальних умовах показала процеси, що відбуваються у надрах Нептуна та Урана. Відтворити в лабораторії подібну температуру і тиск неможливо. За допомогою нового методу астрономи зможуть визначати вік крижаних гігантів і досліджувати еволюцію таких планет та їхніх магнітних полів, переконані автори статті в журналі Nature Communications.

Водень та оксиген — одні з найпоширеніших елементів у Всесвіті. Як наслідок, вода, що утворюється завдяки їхньому поєднанню, вважається головним компонентом планет, що сформувалися досить далеко від своєї зірки. До них відносяться Уран і Нептун, а також крижані гіганти за межами Сонячної системи. Магнітне поле, високий тиск та температура у різних шарах їхніх атмосфер сприяють тому, що вода в них перебуває у різних станах. Дослідники створили комп’ютерну симуляцію, що дозволяє обчислювати тепло- та електропровідність води всередині крижаних гігантів, щоб з’ясувати, які фізичні процеси там відбуваються.

Для обчислення вчені обрали три стани води: твердий, рідкий та суперіонний, шо виникає лише в екстремальних умовах внутрішніх шарів атмосфери крижаних гігантів. Команда проаналізувала теплові потоки та електричний струм для усіх трьох цих станів. Виявилося, що внутрішні електричні струми лежать в основі магнітного поля планети. Окрім того, електропровідність суперіонної фази води набагато вища, ніж передбачалося попередніми моделями. Також дослідження теплопровідності показали, що Уран може мати заморожене ядро.

Дослідники сподіваються, що такий метод можна буде застосовувати для вивчення еволюції крижаних гігантів та їхніх магнітних полів.